Физици намериха нов начин да "произвеждат" квантова заплетеност между отдалечени кубити

Наука 30.07.2026 18:42 Снимка: ДНЕС+

Физици намериха нов начин да "произвеждат" квантова заплетеност между отдалечени кубити

Физици успяха за първи път да демонстрират на практика необичаен метод за създаване на квантова заплетеност между два отдалечени кубита, без те да взаимодействат директно помежду си. Подходът е предложен теоретично още през 2004 г., но досега не беше реализиран експериментално. Вместо да обменят внимателно контролирани единични фотони, двата кубита били свързани чрез общ поток от предварително подготвено микровълново излъчване, което прехвърлило собствената си квантова корелация върху тях.

Квантовата заплетеност е едно от основните явления, върху които се изграждат квантовите изчисления. При нея състоянията на две частици или два кубита се оказват свързани по такъв начин, че измерването на единия позволява да се определи състоянието на другия, независимо от разстоянието между тях. Именно необичайната природа на този ефект е накарала Алберт Айнщайн да го определи като "призрачно действие от разстояние". В съвременните квантови системи заплетеността се използва за извършване на изчисления, обмен на информация и изграждане на защитени комуникационни канали.

Традиционните методи за заплитане на кубити обаче са сложни и изискват изключително прецизен контрол. Обикновено фотон се изпраща от единия кубит към другия или два фотона се насочват към общ детектор, където се извършват измервания и се подбират само успешните опити. След това често е необходимо допълнително коригиране на състоянията чрез обратна връзка. При новия подход кубитите на практика са поставени в обща квантова среда, която автоматично ги довежда до заплетено състояние, без непрекъснати измервания и активна намеса от страна на експериментаторите.

 

В експеримента са използвани два свръхпроводящи кубита, изградени върху джозефсонови преходи. Към всеки от тях по отделен кабел постъпвала част от двойка взаимно свързани микровълнови сигнали, създавани от джозефсонов параметричен преобразувател. Квантовата заплетеност, която вече съществувала между двата потока микровълново излъчване, се прехвърляла върху кубитите. Състоянието възниквало за около 300 наносекунди и се запазвало поне 10 микросекунди, докато излъчването продължавало да достига до системата. Така външният сигнал не само създавал квантовата връзка, но и я поддържал постоянно.

Ефективността на метода засега остава ограничена, тъй като учените са успели да прехвърлят върху кубитите приблизително една десета от заплетеността, съдържаща се в първоначалното микровълново поле. Основната причина са загубите в кабелите и останалите компоненти на експерименталната установка. Въпреки това технологията се разглежда като обещаваща стъпка към разпределени квантови компютри, при които няколко по-малки процесора ще работят като единна система. За да стане това възможно на големи разстояния, физиците ще трябва допълнително да намалят загубите и да разработят ефективен начин за преобразуване на микровълновите фотони в оптични, които могат да се предават по-лесно чрез оптични влакна.

CHF CHF 1 2.10463
GBP GBP 1 2.24498
RON RON 10 3.83729
TRY TRY 100 3.87564
USD USD 1 1.66355